Ako správne pripojiť wattmeter k obvodu jednosmerného prúdu
Má wattmeter na menovitý prúd 5 A a menovité napätie 300 V. Ako ho zapojiť do elektrickej siete?
Ak je zaťažovací prúd Azx menší ako prípustný prúd, teda v tomto prípade menší ako 5 A, a ak je napätie v meracom obvode menšie ako prípustné napätie cievky, teda menšie ako 300 V, potom spínací obvod má nasledovný tvar (obr. 1, a): najprv zapnite sériovú cievku wattmetra — zbierajte prúdový obvod (znázornený na obrázku hrubou čiarou), potom zbierajte napäťový obvod, pre tento začiatok Napäťová cievka wattmetra je pripojená k prepojke K na začiatok prúdovej cievky pripojenej k jednej zo svoriek siete a koniec napäťovej cievky je pripojený k inej svorke siete.
Obrázok 1. Schémy pripojenia wattmetra: a — priamo v sieti správne, b — nesprávne, c — v sieti s vysokým napätím a vysokým prúdom.
Niekedy, keď je v ňom zapnutý okruh zahŕňajú odpor prepojky (obr. 1, b).To sa nedá urobiť, pretože v tomto prípade cez prepojku prechádza prevádzkový prúd a nie malý prúd napäťového obvodu, ako v schéme diskutovanej vyššie. Navyše v prúdovom obvode cievky wattmetra, ktorý má nízky odpor, sa pridáva odpor samotnej prepojky a dva odpory kontaktných prechodov. To všetko vedie k vzniku ďalšej chyby pri meraní výkonu.
Ak stupnica prístroja nie je kalibrovaná vo výkonových jednotkách (napríklad vo viaclimitnom elektrodynamickom wattmetri), ale má určitý počet dielikov N, potom na meranie výkonu na tomto limite merania sa použije hodnota dielika wattmeter sa musí určiť podľa vzorca:
SN = AznUn/H,
kde Un — menovité napätie wattmetra alebo medza merania napätia, Azn — prúd wattmetra alebo medza merania prúdu, A, N — počet dielikov stupnice wattmetra (zvyčajne 100 alebo 150).
Nech je daný wattmeter s Un = 150 V, Аzn = 5 A an= 150. Potom deliace náklady zariadenia Cn = 150 x 5/150 = 5 W / div,
Na určenie výkonu podľa údajov zariadenia potrebujete údaj zariadenia v dielikoch stupnice n vynásobte cenou za dielik Cn:
P = nSn.
Ak je sieťové napätie väčšie ako povolené napätie napäťovej cievky a prúd je väčší ako povolený prúd prúdovej cievky, potom je potrebné obvod s konštantným prúdom na pripojenie zariadenia použite prídavný odpor a merací skrat (obr. 1, c).
Ako vypočítať odpor prídavného odporu a bočníka na pripojenie wattmetra k obvodu jednosmerného prúdu
Hodnotu bočného odporu na pripojenie wattmetra pre obvod znázornený na obrázku 1, c, možno určiť podľa vzorca:
rw = ra (p – 1) = ra (Ia / In – 1),
kde ra — odpor prúdového vinutia wattmetra, Ohm, p Bočný koeficient je a hodnota odporu prídavného odporu je z výrazu rd = rv (q — 1) = rv (U / Un — 1) ,
kde rv je odpor napäťovej cievky wattmetra, ohmy.
Napríklad pre wattmeter s menovitým napätím napäťovej cievky Un = 150 V a menovitým prúdom prúdovej cievky Azn = 5 A, zaradený do meracieho obvodu s napätím 220 V (obr. 1, c) pri prúd asi 20 A, je potrebné, aby sa vypočítali odpory prídavného odporu a bočníka.
Hodnota odporu skratu rw = ρα /(20/5-1) = ρα /3,
potom je na pripojenie wattmetra potrebný bočník, ktorého odpor je trikrát menší ako odpor prúdového obvodu wattmetra. Odpor prídavného odporu ra = rv (220/150—1) = 0,46 rv,
Skutočná hodnota výkonu P = Pwpq, kde Pw je údaj wattmetra, ak je jeho stupnica kalibrovaná na výkonové jednotky.
Ak je wattmeter zapojený paralelne, potom je možné hodnotu oddelenia určiť takto:
C'n = (UnAzn / pq) = Cn x p x q
V uvedenom príklade je p = 4 a q = 1,46, preto je potrebné hodnotu wattmetra vynásobiť číslom 5,86, aby sa určila skutočná hodnota výkonu, čo je nepohodlné. Preto pri výbere bočníka a dodatočného odporu majú tendenciu brať koeficienty q a p rovné celým číslam.
V tomto príklade je vhodné vziať p = 5 a q = 2, t.j.rw = ра / 4 a Rd=rv, potom je možné nameranú hodnotu výkonu určiť vynásobením hodnôt prístroja číslom 10. Nová hodnota delenia wattmetra sa bude rovnať C'n= 150x 2 x 5 x 5/150 = 50 W / diel,
kde 150 x 2 = 300 V je nový limit merania napätia wattmetra, 5 x 5 = 25 A je nový limit merania prúdu wattmetra.
Externý prídavný odpor by mal byť zahrnutý až za napäťovým vinutím wattmetra a nie pred ním, inak môže potenciál pohyblivej cievky vzhľadom na stacionárnu dosiahnuť hodnoty nebezpečné pre izoláciu.
